Abwassertechnische Erschließung des Baugebietes "Heilberg" in der Gemeinde Albig

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1 Abwassertechnische Erschließung des Baugebietes "Heilberg" in der Gemeinde Albig Studie Regenwasserbewirtschaftung im Baugebiet Heilberg Gepl. NBG Heilberg Juni 2016

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3 Auftraggeber Zweckverband Abwasserentsorgung Rheinhessen Amtsgasse Alzey Alzey, den Herr Prchal - ZAR - Bearbeiter igr AG Luitpoldstraße 60 a Rockenhausen Rockenhausen, im Juni 2016

4 Gliederung 1. Einleitung Veranlassung und Aufgabenstellung Örtliche Verhältnisse Außengebiet 4 2. Berechnungsgrundlagen Flächen Ausgleich der Wasserführung 6 3. Abwassertechnische Erschließung Baugebiet nördlich der Antoniterhofstraße Baugebiet südlich der Antoniterhofstraße Variante 1 Verlegung des Goldbachs Variante 2 Becken im Hauptschluss Kostenrahmen Variante Variante

5 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Luftbild des Plangebietes 3 Abbildung 2: Lage des Baugebiets und der Bachverrohrung in der Gemeinde Albig 4 Abbildung 3: An die Regenwasserkanalisation Antoniterhofstraße angeschlossenes Außengebiet im Bestand (gelb schraffiert) 5 Abbildung 4: Nachweis der Überstaufreiheit des Stauraumkanals für T=20a 8 Abbildung 5: Durchfluss in der ersten Haltung des Regenwasserkanals der Antoniterhofstraße für Bestand, Prognose und Sanierung (jeweils Modellregen mit Tn 50a und Dauer 60min) 9 Abbildung 6: Abflusskurven unterhalb des geplanten Rückhalteraumes am Goldbach für den Bestand und beide Sanierungsvarianten. 10 Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Teilflächen des Baugebiets Heilberg 6 Quellenangaben Geobasisdaten Für die Abbildungen werden teilweise Grundlagen des Landesamtes für Vermessung und Geobasisinformation Rheinland-Pfalz (LVermGeo) verwendet ( GeoBasis-DE/LVermGeoRP2016, dl-de/by-2-0, Anhänge Anhang 2.1 Übersichtslageplan Anhang 2.2 Auszug aus KOSTRA-Atlas Anhang 2.3 Bebauungsplan Stand Juni 2016 Anhang 2.4 Baugrundgutachten Geotechnik BFW GmbH 2014 Anhang 2.5 Sanierungsvorschlag 2

6 1. Einleitung 1.1 Veranlassung und Aufgabenstellung Aufgrund der attraktiven Lage der Ortsgemeinde Albig und der nahen Anbindung an die Autobahnen A61 und A63 sowie die Stadt Alzey besteht eine hohe Nachfrage nach Baugrundstücken. Um dieser Nachfrage nachzukommen, plant die Gemeinde südöstlich anschließend an die Ortsgemeinde Albig das Baugebiet "Heilberg" zu erschließen. Der Zweckverband Abwasserentsorgung Rheinhessen (ZAR) hat die igr AG mit einer Studie zur Regenwasserbewirtschaftung für das geplante Neubaugebiet Heilberg in der Ortsgemeinde Albig beauftragt. 1.2 Örtliche Verhältnisse Die Gemeinde Albig befindet sich in der Verbandsgemeinde Alzey-Land im Landkreises Alzey-Worms. Das Plangebiet "Heilberg" liegt südöstlich von Albig und besitzt eine Größe von ca. 1,33 ha. Der Bebauungsplan "Heilberg" sieht für das Plangebiet die Ausweisung als Wohngebiet mit 14 Bauplätzen vor. Die Fläche des geplanten Baugebietes ist nordwestlich exponiert und ist über die Antoniterhofstraße mit der Ortsmitte der Gemeinde Albig verbunden. Der höchste Punkt befindet sich im nordöstlichen Bereich mit einer Höhe von 195 münn und der tiefste Punkt im westlichen Bereich in 183 münn Höhe. Abbildung 1: Luftbild des Plangebietes 3

7 Abbildung 2: Lage des Baugebiets und der Bachverrohrung in der Gemeinde Albig Der nordöstliche Teil des Baugebietes liegt in einem durch das Landesamt für Geologie und Bergbau als sicher nachgewiesenen Rutschgebiet. Im Januar 2014 wurde durch das Büro Geotechnik BFW GmbH aus Mainz ein Baugrundgutachten erstellt (s. Anhang 2.4). Es steht in allen 6 Bohrungen stark schluffiger Ton bis in mindestens 4m Tiefe an. Da in rutschungsgefährdeten Gebieten grundsätzlich keine Versickerung angeordnet werden soll und die Durchlässigkeitsbeiwerte von 1x10-8 bis 1x10-9 m/s dies auch kaum erlauben, ist eine Versickerung des anfallenden Regenwassers nicht möglich Außengebiet Etwa 4 ha der oberhalb von Albig liegenden Weinbergsfläche sind im Bestand mittels eines Sandfangs an die bestehende Regenwasserkanalisation der Dimension DN400 in der Antoniterhofstraße angeschlossen (s. Abbildung 3, gelb schraffiert). Auch nach Erschließung des Baugebiets soll der Abfluss aus dem östlich an das Baugebiet angrenzenden Außengebiet über einen Sandfang, der entsprechend weiter den Hang hinauf versetzt werden muss, in die Regenwasserkanalisation in der Antoniterhofstraße geleitet und somit nicht an den geplanten Stauraumkanal angeschlossen werden. Die noch weiter östlich befindlichen Außengebietsflächen wurden im Zuge der Flurbereinigung in Richtung Goldbach abgeleitet (blaue Pfeile in Abbildung 3). 4

8 Abbildung 3: An die Regenwasserkanalisation Antoniterhofstraße angeschlossenes Außengebiet im Bestand (gelb schraffiert) Das Außengebiet sowie die angeschlossenen Siedlungsflächen führt bei einem Modellregen der Wiederkehrzeit 50 Jahre und der Dauer von 60 Minuten (maßgeblicher Regen laut der Niederschlags-Abfluss-Modellierung) im Bestand zu einem maximalen Abfluss von 176 l/s in der ersten Haltung der Regenwasserkanalisation (s. Abbildung 5). Dieser Wert soll auch nach Erschließung des Baugebiets nicht überschritten werden. 5

9 2. Berechnungsgrundlagen 2.1 Flächen Die Flächen der Bauplätze wurden aus dem Bebauungsplanentwurf Stand April 2016 des Architekturbüros Bultel (s. Anhang 2.3) übernommen. Dort ist die Grundflächenzahl mit 0,3 festgelegt, sodass sich mit einer zulässigen Überschreitung von 50% eine maximale versiegelte Fläche von 45% ergibt. Die Gesamtfläche des Baugebiets Heilberg beträgt 1,3325 ha, davon sind 0,9975 ha als Bauplätze geplant, 0,246 ha als öffentliche Verkehrsfläche und 0,089 ha als öffentliche Grünfläche. Tabelle 1: Teilflächen des Baugebiets Heilberg A E [ha] Abflussbeiwert Au [ha] Straße 0,246 0,95 0,2337 Bauplätze 0,9975 0,45 0,4489 Grünfläche 0,089 0,25 0,0223 Zwischensumme 1,3325 ø 0,53 0,7048 Damit ergibt sich ein mittlerer Abflussbeiwert für das Baugebiet von 0, Ausgleich der Wasserführung Für die Versiegelung durch das Baugebiet muss ein Ausgleich der Wasserführung erbracht werden. Das erforderliche Rückhaltevolumen errechnet sich nach der folgenden Formel: = ( ) Mit der Struktur- und Genehmigungsdirektion in Mainz wurde eine Wiederkehrzeit von 50 Jahren für das Baugebiet abgestimmt. Für diese 50-jährliche Wiederkehrzeit und r15,n=1 = 113,9 l/(s ha) ergibt sich das spezifische Retentionsvolumen zu Fn = 595 m³/ha. Mit einer Gesamtfläche von 1,3325 ha und einem Abflussbeiwert nach Bebauung von ψ2 = 0,53 berechnet sich das erforderliche Volumen zu Verf = 595m³/ha 1,3325ha (0,53-0,1) = 341 m³ Regenspende nach KOSTRA r 15,n=1 auszugleichendes Volumen V erf. = F n= a = 50 n = 0,02 113,9 l/(s*ha) 595 m³/ha 6

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11 3. Abwassertechnische Erschließung Da die anfallende Regenwassermenge aufgrund der Hanglage nicht durch Versickerungsmaßnahmen verringert werden kann (s. Kapitel 1.2), muss das gesamte erforderliche auszugleichende Volumen von 341 m³ zurückgehalten werden. Falls dieses Volumen im Baugebiet unterirdisch geschaffen werden soll, müssten z.b. Stauraumkanäle der Dimension DN1400 in der gesamten Länge aller Straßen des Baugebiets verlegt werden. Das ist nicht nur aus Kostengründen nicht möglich; laut Baugrundgutachten sollen Kanäle in Rutschgebieten möglichst senkrecht zum Hang verlegt werden, womit nur noch die Länge der Antoniterhofstraße von ca. 60m zur Verfügung steht. Der nordöstliche Teil des Baugebiets kann aufgrund der Hangrutschproblematik u.u. nicht bebaut werden, kommt aber als Regenwasserretentionsfläche allein aufgrund seiner Lage (Hochpunkt) nicht in Frage. 3.1 Baugebiet nördlich der Antoniterhofstraße Als Lösung wird vorgeschlagen, den Teil des Baugebiets nördlich der Antoniterhofstraße über einen Stauraumkanal mit 35 m³ Volumen und einem Drosselabfluss von 25 l/s in die bestehende Regenwasserkanalisation zu entwässern. Durch die Höhe des Drosselabflusses ist gewährleistet, dass durch das Baugebiet keine Abflussverschärfung unterhalb eintritt (vgl. Abbildung 5); das Volumen ist so gewählt, dass bei einem Modellregen der Wiederkehrzeit 20 Jahre der Stauraumkanal zwar voll gefüllt ist, aber kein Überstau auftritt (s. Abbildung 4). Die Wiederkehrzeit von 20 Jahren wird in der DIN EN 752, 2008, für den Überflutungsnachweis von Wohngebieten empfohlen. 120% Stauraumkanal, T=20a D=1h Wasserstand [%] Überlauf [m³/s] 100% 80% 60% 40% 20% 0% 0:00 0:15 0:30 0:45 1:00 1:15 Wasserstand SRK Überlauf SRK Abbildung 4: Nachweis der Überstaufreiheit des Stauraumkanals für T=20a In Abbildung 5 sind die Abflussganglinien in der ersten Haltung der bestehenden Regenwasserkanalisation in der Antoniterhofstraße für den maßgebenden Regen mit 50 Jahren Wiederkehrzeit und der Dauer von einer Stunde dargestellt. 8

12 0,25 Haltung 01KR0587 0,2 Abfluss [m³/s] 0,15 0,1 0, :00 01:00 02:00 03:00 04:00 Bestand Prognose Sanierung Abbildung 5: Durchfluss in der ersten Haltung des Regenwasserkanals der Antoniterhofstraße für Bestand, Prognose und Sanierung (jeweils Modellregen mit T n 50a und Dauer 60min) Im Bestand fließen maximal 176 l/s in der Regenwasserkanalisation der Antoniterhofstraße ab; im Prognosefall, d.h. wenn die durch das Baugebiet versiegelte Fläche keinerlei Rückhaltung hätte, ergibt sich ein maximaler Abfluss von 207 l/s. Die Ganglinie würde außerdem steiler ansteigen und den Spitzenwert früher erreichen. Durch den Stauraumkanal im Baugebiet wird diese Abflussspitze zurückgehalten und der maximale Abfluss auf das Bestandniveau verringert (schwarze Kurve in Abbildung 5). 3.2 Baugebiet südlich der Antoniterhofstraße Der südliche Teil des Baugebiets Heilberg sowie das direkt angrenzende Außengebiet von 0,3951 ha Fläche (gelb umrandet in Abbildung 3) kann in Richtung des Goldbaches abgeleitet werden, wo naturnaher Rückhalteraum geschaffen wird, s. Anhänge 2.5. Gemeinsam müssen beide Rückhaltungen ein Volumen von mindestens 341 m³ aufweisen, das sich aus dem Ausgleich der Wasserführung ergibt (s. Kapitel 2.2). Für den Rückhalteraum bieten sich zwei Varianten an Variante 1 Verlegung des Goldbachs Durch eine Verlegung des Goldbachs an den westlichen Rand des Geltungsbereiches II des Bebauungsplans (s. Anhang 2.3 bzw. 2.5) würde das geplante Rückhaltebecken mit 310 m³ Volumen ausschließlich den Abfluss des südlichen Teils des Baugebiets Heilberg aufnehmen und wäre vom Abflussgeschehen im Goldbach entkoppelt. Der Drosselabfluss wird möglichst gering gewählt (QDr=10 l/s), da zum Ausgleich der Wasserführung 310 m³ Volumen geschaffen werden müssen, aus dem Baugebiet und dem angrenzenden Außengebiet bei einem 50-jährlichen Modellregen aber insgesamt nur 208 m³ zufließen; das Becken ist damit nur zu etwa 65% ausgelastet. Da das Abflussgeschehen im Goldbach nicht durch die Sanierungsmaßnahme beeinflusst wird und der Drosselabfluss des geplanten Rückhaltebeckens sehr klein gewählt wird, entspricht die Abflusskurve der Variante 1 im Goldbach unterhalb des geplanten Beckens praktisch derjenigen im Bestand (s. Abbildung 6). 9

13 3.2.2 Variante 2 Becken im Hauptschluss Bei dieser Variante wird der Durchfluss im Goldbach auf 50 l/s gedrosselt; alles, was diesen Abfluss überschreitet, wird in das geplante Rückhaltebecken geleitet. Dieses ist nicht in der Lage, den gesamten Abfluss im Goldbach von bis zu 750 l/s aufzunehmen, das Becken muss also konstruktiv so ausgestaltet werden, dass der Überlauf sicher abgeführt werden kann. Allerdings wird der Abfluss aus dem Baugebiet, der als erstes ankommt, komplett zwischengespeichert und auf 50 l/s gedrosselt abgeleitet. Detaillierte Zulaufganglinien aller in den Goldbach entwässernden Flächen sind im zum Projekt Niederschlags-Abfluss-Modellierung des Einzugsgebiet des Goldbachs in der Gemeinde Albig im Kapitel beschrieben. Wie schon in Kapitel ausgeführt, lastet der Abfluss aus dem Baugebiet das geplante Rückhaltevolumen nicht komplett aus. Daher ist mit der Variante 2 eine zusätzliche Abflussdämpfung im Goldbach möglich (s. schwarze Kurve in Abbildung 6). Q [m³/s] 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 gepl. Rückhaltung am Goldbach, T=50a D=1h Bestand Sanierung Var.1 Sanierung Var.2 0,2 0,1 0 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 Abbildung 6: Abflusskurven unterhalb des geplanten Rückhalteraumes am Goldbach für den Bestand und beide Sanierungsvarianten. Die Auswirkungen der Erschließung des Baugebiets auf die verrohrten Gewässer in der Ortslage Albig wurden in einer separaten Studie mittels Niederschlags-Abfluss-Modellierung untersucht. Es hat sich gezeigt, dass durch die hier vorgeschlagene Lösung von 35 m³ Rückhaltung im Baugebiet sowie 310 m³ Volumen am Goldbach auch beim Abfluss in der Bachverrohrung unterhalb des geplanten Baugebiet Heilberg keine Abflussverschärfung auftritt; dies ist im zur Niederschlags-Abfluss- Modellierung beschrieben. 10

14 4. Kostenrahmen Die Kosten für den Stauraumkanal und das Erdbecken inklusive 110 m (Variante 1) bzw. 125 m (Variante 2) unterirdischer Zuleitung vom Baugebiet bis zum Becken werden wie folgt abgeschätzt: 4.1 Variante 1 Verlegung Goldbach 8.000,00 Erdbecken mit 310 ³ Volumen inkl. Zuleitung ,00 Stauraumkanal mit 35 m³ Volumen ,00 Summe (netto) , Variante 2 Erdbecken mit 310 ³ Volumen inkl. Zuleitung ,00 Stauraumkanal mit 35 m³ Volumen ,00 Summe (netto) ,00 11

15 Aufgestellt: igr AG Luitpoldstraße 60a Rockenhausen Rockenhausen, im Juni 2016 Dipl.-Ing. S. Seiffert 12